Am digitalen Herzschlag der Zeit – oder was die Schüler in die Schule treibt

Augmented-Ohm ist der Name einer wahren Erfolgsgeschichte. Das Erlangener Ohm-Gymnasium, bereits seit einigen Jahren eine von insgesamt 149 Medienreferenzschulen in Bayern, ist einer der Vorreiter auf dem Weg zu einem modernen, digital-gestützten Unterricht. Die Schule ist nicht nur flächendeckend mit Smartboards in den Klassenzimmern ausgestattet, sondern verfügt mittlerweile auch über zwei Tablet-Klassen, in denen das klassische Heft bereits vollständig durch die neuen Technologien ersetzt wurde. Das Herzstück – im wahrsten Sinne des Wortes – ist allerdings im Rahmen des Projektseminars Informatik in der Oberstufe entstanden: ein gedrucktes menschliches Herz. Ausgangspunkt war die Überlegung, wie die 3D-Drucktechnologie sinnvoll in den Unterricht integriert werden könnte. So entstand in Zusammenarbeit mit dem Fachbereich Biologie am Drucker ein lebensechtes Modell eines menschlichen Herzens. Schnell wurde der Projektgruppe allerdings klar, dass die gesteckten Grenzen viel zu eng waren. „So ein Modell ist ja ganz schön, aber was fangen wir jetzt damit an?“, schwirrte als Frage durch den Klassenraum, „wie ist es nun möglich, die wirkliche Funktionsweise des Organs zu visualisieren?“. Von diesem Moment an waren die Programmier-Skills der Schüler gefragt. Das gedruckte Modell wurde digital animiert und liefert nun beeindruckende Features: So können Schüler auf dem Tablet sehen, wie das Blut bei jedem Schlag durch die Herzkammern gepumpt wird. Augmented Reality (AR) ist nicht nur optisch beeindruckend, sondern veranschaulicht vor allem Dynamik und Funktionsweise des Organs und bildet damit die Brücke zwischen der realen und der virtuellen Welt.

Mit Augmented-Ohm hat das Projektseminar am bundesweiten Schulwettbewerb IDEEN BEWEGEN der von Samsung Electronics 2013 ins Leben gerufenen Initiative DIGITALE BILDUNG NEU DENKEN teilgenommen. Samsung hat es sich zum Ziel gesetzt, im Rahmen der Initiative neue Perspektiven für das Lernen und Lehren an Schulen und Hochschulen zu eröffnen. Mit dem Schulwettbewerb, der von 2013 bis 2016 stattfand, hat Samsung den Nachwuchs dazu inspiriert, gemeinsam mit Lehrkräften kreative Ideen für innovative Lernkonzepte im Sinne einer neuen Lernkultur zu entwickeln. Auf diese Weise sollen sich die jungen Menschen frei entfalten und das kreative Potenzial neuer Technologien ausschöpfen. Mit dem Smart Classroom stellt Samsung zudem Lernmittel bereit, mit denen Schüler nicht nur ihre digitale Kompetenz stärken, sondern selbst zu aktiven Mitgestaltern ihrer Lebenswelt werden sollen. Ziel des Bildungsprojekts ist auch, die Heranwachsenden auf die Anforderungen der Arbeitswelt von morgen vorzubereiten. Das Erlangener Gymnasium hat mit der Teilnahme am Ideenwettbewerb der Initiative DIGITALE BILDUNG NEU DENKEN auf beeindruckende Weise das Potential und die Auswirkungen der digitalen Technologien auf das Lehren und Lernen veranschaulicht und verdient gewonnen. Ebenfalls erfolgte im März 2017 die Auszeichnung des P-Seminar-Preises des Bayerischen Staatsministeriums für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst durch den Bildungsstaatssekretär Georg Eisenreich, der insbesondere das hohe Engagement der Schüler hervorhob: „Bei der Projektarbeit haben die jungen Menschen Teamfähigkeit, Flexibilität und Durchhaltevermögen bewiesen – Eigenschaften, die im späteren Leben sehr wichtig sind.“ Außerdem belegte Augmented-Ohm den zweiten Platz beim Digitalen Bildungspreis delina des Digitalverbandes Bitkom.

Ziel des Projekts war die gemeinsame Entwicklung neuer digitaler Lernmethoden und -konzepte zur Verbesserung und Erweiterung des Unterrichts. Lehrer Thomas Zapf, 47 Jahre alt, der das Projektseminar in der Oberstufe über 1,5 Jahre begleitet hat, ließ seinen Schülern völlig freie Bahn und fand sich selbst vielmehr in der Position des Beobachters und Mentors wieder. Bemerkenswert fand er die hohe Motivation, die seine Schüler an den Tag legten: „Ich bekam selbst in den Ferien E-Mails von meinen Schülern, ob sie nicht in der Schule weiterarbeiten könnten.“ Der vollständig schülerzentrierte Unterricht bot allen Raum für Kreativität – eine der Herzensangelegenheiten des Lehrers: „Ich wünsche mir von meinen Schülern, dass sie nicht nur Konsumenten der Technologie sind, sondern sie auch aktiv und produktiv selbst gestalten – als Prosumer sozusagen.“ Diesen Wunsch dürften die Teilnehmer des Projektseminars ihrem Lehrer erfüllt haben: von der Ideenentwicklung, über die Modellierung des Herzens und natürlich die Programmierung der Animation – alles wurde von den Schülern selbst in die Hand genommen. Zusätzlich entwickelten sie eine App, die eine Animation des Pulsschlags und des Blutflusses sowie die Beschriftung einzelner Bestandteile wie Schlagadern und Herzkammern zum Herzmodell beinhaltet. Auch gibt es Überlegungen, demnächst eine Art „Schülerfirma“ für das Projekt zu gründen und jungen Menschen damit die Chance auf die eigenständige Gestaltung weiterer Features zu ermöglichen.

Dieses Engagement, die große Eigeninitiative und das durchweg positive Feedback sind für den begeisterten Informatiklehrer und studierten Physiker auch der Grund für die stetige Weiterentwicklung des Projekts, zum Beispiel um die Komponente Virtual Reality. Auch die im November 2016 durchgeführte Samsung Studie „VR im Unterricht“, für die Kantar Emnid 606 Lehrkräfte unterschiedlicher Schulformen in ganz Deutschland befragte, zeigt, dass rund jeder zweite Lehrer daran interessiert ist, VR im Unterricht anzuwenden. Fast 80% der Lehrer sehen in VR das Potenzial, Schülern neue Erfahrungen zu ermöglichen, die sie sonst nie machen würden. So könne neben der virtuellen Erkundung fremder Orte auch die Motivation der Schüler gesteigert werden. Auch Thomas Zapf sieht in der Technologie neue Möglichkeiten für das Lernerlebnis: „VR ermöglicht einen Lernortwechsel und dadurch einen realitätsnäheren Unterricht. Von virtuellen Experimenten auf der ISS bis hin zu Exkursionen zu beliebigen Orten der Erde ist alles möglich. Simulationen bis hin zu Serious Gaming sind durch die Immersion erheblich eindrucksvoller und lebensechter.“

Der 47-jährige ist davon überzeugt, dass Augmented und Virtual Reality Einzug in den Unterricht an deutschen Schulen finden wird. Insbesondere in Ganztagsschulen, im Rahmen von Wahl- oder Neigungskursen wären VR-Projekte gut aufgehoben. Denn der Faktor Zeit spielt immer eine große Rolle: „Meine Schüler in der Oberstufe sollen sich ja auch auf das nicht ganz unwichtige Abitur vorbereiten“, sagt Zapf mit einem Augenzwinkern. Neben der Zeit identifiziert er die oft noch fehlende oder verbesserungsfähige Infrastruktur als Hindernis für die weitere Digitalisierung des Unterrichts und die Entwicklung innovativer Lehr- und Lernkonzepte. Ohne die Kooperation mit Samsung und anderen namhaften Firmen sowie den gewonnenen Wettbewerben wäre es dem Ohm-Gymnasium nicht ohne weiteres möglich gewesen, die notwendige Hardware bereitzustellen. Aktuell werde zunehmend die Variante „Bring your own device“ mit den Schülern getestet, schließlich sind die zum größten Teil bestens mit Geräten ausgestattet und können beispielsweise ihr Tablet für die Schule nutzen.
Gleichzeitig richtet Zapf einen Appell an seine Kollegen, ihre digitalen Kompetenzen weiterzuentwickeln, auch um letztlich den Schülern einen verantwortungsbewussten Umgang mit digitalen Medien und Technologien vermitteln zu können. Es bringe nichts mehr, die Schule als analogen Schutzraum zu betrachten, das gehe im 21. Jahrhundert an der Lebenswirklichkeit der heranwachsenden Generation vorbei.

Weiterführende Informationen zur Initiative DIGITALE BILDUNG NEU DENKEN finden Sie hier.